CN109564129A - 液压震动阻尼器的用途和实验室设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压震动阻尼器的用途，其具有用流体填充的空心柱体(210)，在空心柱体中布置有能轴向在通过弹簧预应力支持的进给位置与能抵抗弹簧预应力地占据的收回位置之间运动的活塞(220)，活塞在空心柱体(210)中将轴向的前流体空间(214)和轴向的后流体空间(215)彼此隔开，轴向的前流体空间和轴向的后流体空间借助活塞(220)中的至少一个节流开口(223)流体交换地相互连接，其中，活塞(220)与穿过前流体空间(214)的活塞杆(221)刚性连接，并且在其收回位置中贴靠在固定的止挡(218)上，在收回位置中，轴向的后流体空间(215)的体积最小化，而轴向的前流体空间(214)的体积最大化。根据本发明，这种震动阻尼器用作高度可调地布置在实验室设备(100)的设备本体上的调节支脚(200)，其中，弹簧预应力的大小被确定为使得在实验室设备(100)安放时在调节支脚(200)上加载的设备本体的重量足够使活塞(220)以受阻尼的方式移行到其收回位置中。

Description

液压震动阻尼器的用途和实验室设备
技术领域
本发明涉及一种实验室设备，尤其是一种测量设备，例如称重装置，其具有设备本体，设备本体可以在多个安置在其上的调节支脚上安放在基面上。
背景技术
由EP 2 652 468 B1公知了一种分光器，其设备本体搁在隔离振动的调节支脚上。每个调节支脚都包括弹性体，弹性体的下方的区域在两个区段中被坚硬的护套包围。在上方的区段中，坚硬的护套和弹性体牢固地相互连接，而在下方的区段中，在弹性体与坚硬的护套之间构造有用流体填充的环形空间。环形空间与弹性体的中间的空腔连接。通过在流体于中间的空腔与环形空间之间发生交换时的流动阻力尤其是在侧向方向上阻尼了基面(分光器利用其支脚被安放在该基面上)的振动。设备本体沿竖直方向弹性地被弹性体的上方的区域承载。
虽然这种隔离振动的调节支脚可以用于许多精密仪器，但其作为针对精密天平的调节支脚的使用是不利的。精密天平的分辨率明显超过这种被动的振动隔离器所能提供的分辨率。持续弹性的支承件本身就容易导致设备振动，其干扰了精密的称重结果。因此，精密天平通常具有硬的调节支脚，精密天平的设备本体利用这些硬的调节支脚被刚性地安放在沉重的底座，即所谓的称重基石上。振动隔离要么通过称重基石的纯质量件来实现，要么通过称重基石中的或其底座中的非常复杂的主动的振动隔离装置来实现。
US 3 982 738 A示出了一种天平，为了运输安全的目的，在天平的杠杆上作用有振荡阻尼器。此外，天平具有弹簧加载的设备支脚。
US 4 418 774 A示出了一种天平，其根据振弦的原理工作。该天平具有用于降低外部感应到的振荡的影响的振荡阻尼器。
现代的精密天平可以被设计得相对较小。也就是说可能的是，原则上提供在需要时可以变换定位的移动设备。不过，这种设备还是重好多千克，从而为了对其定位进行变换仍需要明显的肌肉力量，这使对这些设备的细致的搬运变得困难，或者甚至不能实现。另一方面，这种精密天平的设备本体包含相当敏感的元件，这些元件可能会由于过度的加速(如其例如在费力地安放在固定的基底上时出现)发生失调或甚至受损。因此在一方面是用于在安放时进行振动降低的震动阻尼与另一方面是在运行期间进行非弹性的支承之间存在目标矛盾。如上面阐述的那样，该目标矛盾无法由已知的有弹性体的调节支脚来消除。另外的问题是如下要求，即，每个精密天平在开始投入运行之前都要非常准确地定水准，从而使其称重器件被精确地，通常被精确水平地定向在其预先确定的额定位置中。这前提是其至少一个调节支脚的高度可调性。
之前提到的实施方案明显不仅适用于精密天平，而且也适用于好些类型的实验室设备，如例如测量仪器、离心分离机、吸移自动装置等。因此，仅基于精密天平来进行具体的阐述，这是因为所叙述的问题在此被特别明显地显露出来。然而，在该说明书中说明的本发明涉及了任意类型的实验室设备，其中，获得的优点根据应用情况被更明显地或不太明显地示出。
从完全另外的技术领域公知有所谓的工业震动阻尼器，其如例如在EP 0 831 245A2中描述。其指的是具有用流体填充的空心柱体的液压震动阻尼器，在空心柱体中布置有可轴向地在通过弹簧预应力支持的进给位置与能抵抗弹簧预应力地占据的收回位置之间运动的活塞，该活塞在空心柱体中将轴向的前流体空间和轴向的后流体空间(它们借助活塞中的至少一个节流开口流体交换地相互连接)彼此隔开，
其中，活塞与穿过前流体空间的活塞杆刚性连接，并且在其收回位置中贴靠在固定的止挡上，在收回位置中，轴向的后流体空间的体积最小化，而轴向的前流体空间的体积最大化。
这种工业震动阻尼器往往被用于使质量件在运输带或辊式传送机上运行并且必须或多或少地被定位准确地减速的情况。被涉及到的震动阻尼器在此被装配在刚性的框架上并且以相对质量件的运动方向反向平行的取向地伸入质量件的运输路径中。驶近的质量件接触到活塞杆的探伸超过空心柱体的端部，并且将其动能传递到该端部上。因此，使活塞从其进给位置行进到其收回位置中，其中，阻尼器流体从轴向的后流体空间通过活塞中的一个或多个节流开口流动到轴向的前流体空间中，这一情况由于流动摩擦而与活塞速度的逐渐被阻尼直到活塞静止不动联系在一起。这种工业震动阻尼器的设计总是在考虑到待减速的质量件和其速度的情况下进行。
发明内容
本发明的任务是以如下方式改进按类属的设备，即，消除上述的在安放时的要有足够的震动阻尼与在精密天平的运行时被非弹性支承之间的目标矛盾。
该任务利用权利要求1的特征来解决，即通过将原则上公知的工业震动阻尼器作为高度可调地布置在实验室设备的设备本体上的调节支脚的应用来解决，其中，弹簧预应力的大小被确定为使得在实验室设备安放时在调节支脚上加载的设备本体的重量足够使活塞以受阻尼的方式移行到其收回位置中。
因此，引出了具有权利要求3的前序部分的特征的实验室设备，其突出之处在于，至少一个调节支脚包括用流体填充的空心柱体，在空心柱体中布置有能轴向在通过弹簧预应力支持的进给位置与能抵抗弹簧预应力地占据的收回位置之间运动的活塞，活塞在空心柱体中将轴向的前流体空间和轴向的后流体空间(它们借助活塞中的至少一个节流开口流体交换地相互连接)彼此隔开，
其中，活塞与穿过轴向的前流体空间的活塞杆刚性连接，并且在其收回位置中贴靠在固定的止挡上，在收回位置中，轴向的后流体空间的体积最小化，而轴向的前流体空间的体积最大化，
并且其中，弹簧预应力的大小被确定为使得在实验室设备安放时在调节支脚上加载的设备本体的重量足够使活塞以受阻尼的方式移行到其收回位置中。
本发明的优选的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明的核心思想是工业震动阻尼器实际上未按常规地来利用作为实验室设备的，尤其是天平设备的，具体地是对震动敏感的精密天平的调节支脚，其中，考虑到实验室设备的质量件地，工业震动阻尼器为了满足其作为调节支脚的任务与在工业震动阻尼器的实际上常规的使用的情况下相比要被不同地设计。与在其常规的使用的情况下不同的是，该设计方案根据本发明以如下方式进行，即，将活塞转移到其(最大的)收回位置中，并且朝其固定的止挡行进。这方面在工业震动阻尼器的典型的设计方案中刚好被回避。完全令人惊讶的是，所提到的工业震动阻尼器特别适用于根据本发明的未按常规的应用，这是因为在根据本发明的用途中，其负载的时间上的变化曲线明显与在其常规的使用时的变化曲线不同地延伸。在那里，作用到活塞上的力(其仅由待减速的质量件的动能给予)连续不断地递减，并且在过程结束时完全消失。相反地，在根据本发明的用途中，动能(也就是说基本上是实验室设备被放置在基面上的速度)在被合理地搬运时仅起次要作用。更确切地说，在此，作用到震动阻尼器/调节支脚上的力由受地心引力引起的、潜在的能量来给予，因此是由设备本体的重量来给予。该重量即使在过程结束时也持续地被加载在震动阻尼器/调节支脚上。不过经试验证实，通过使用本发明消除上面提到的目标矛盾是完全可能的。
为了实现对实验室设备的准确的取向，以高度可调的方式将震动阻尼器/调节支脚布置在设备本体上。为此，在优选的实施方式中设置的是，(至少一个震动阻尼器/调节支脚的)空心柱体具有外螺纹以及刚性地与其连接的旋转操纵元件，外螺纹被拧入到设备本体上的相对应的内螺纹中。例如可以将传统的滚花轮用作旋转操纵元件。借助滚花轮，可以手动地使整个震动阻尼器/调节支脚相对于设备本体上的内螺纹旋转，从而使空心柱体的竖直部位和进而尤其是还有固定的止挡的部位可竖直地改变。替选地可以实现电机式的高度可调性。例如可以设置的是，空心柱体具有外螺纹，其拧入设备本体上的相对应的内螺纹中，其中，内螺纹与能旋转运动的方式支承在设备本体上，并且设有电机式的旋转驱动器。
总归能够实现的是，通过工业震动阻尼器如描述地来替代实验室设备的所有的、典型地是三个或四个调节支脚。然而，这种布置是比较贵的。已经证实有利的是，除了一个或多个常规的调节支脚以外使用仅一个(或少量)震动阻尼器/调节支脚。该震动阻尼器/调节支脚于是利用其活塞杆探伸超过一个或多个常规的调节支脚，并且在常规的调节支脚与基面接触之前，在安放实验室设备时已经使其设备本体在很大程度上被减速。
为了实现设备本体的在一定程度上是渐进的减速，在本发明的特别有利的实施方式中，(震动阻尼器/调节支脚的)活塞可以在其侧壁中具有多个连接轴向的流体空间的节流开口，如果活塞越远地从其进给位置朝其收回位置的方向移行，那么越多的节流开口就通过空心柱体的贴靠在活塞侧壁上的内部的壁部凸起封闭。为此，活塞的基本上呈杯形的设计方案尤其是适用的，活塞的杯形开口朝轴向的后流体空间转向。所述的多个节流开口的布置导致的是，随着活塞的越来越多被收回提供了更少的通道，震动阻尼器流体可以通过这些通道从轴向的后流体空间流入轴向的前流体空间。因此，阻尼效果随着震动阻尼器/调节支脚的移入的增加而增加。这导致活塞特别柔和地移近到其止挡上。
附图说明
本发明的另外的特征和优点由随后的具体的描述和附图得到。其中：
图1：示出具有三个根据本发明的调节支脚的实验室设备的设备本体的底部板，
图2：示出单个调节支脚的立体图，
图3：示出图2的调节支脚的部分被隐藏的截面图，
图4：示出根据本发明使用的震动阻尼器在其进给位置中的示意图，
图5：示出图4的在其收回位置中的震动阻尼器。
图中的相同的附图标记表示相同的或类似的元件。
具体实施方式
图1以立体图示出在其他方面没有详细示出的实验室设备100的底部板110，实验室设备具有三个调节支脚200，支脚根据本发明以重新设计的工业震动阻尼器的形式实现。为了更详细描述调节支脚200参考图2至5。
图2和3以立体图或以部分被隐藏的截面图示出了调节支脚200，调节支脚利用其空心柱体210的外螺纹211拧入与底部板110刚性连接的承载板112的内螺纹111中。空心柱体210的“内部结构”应另外在下面基于图4和5描述。
活塞杆221从空心柱体210向下探伸出来，在活塞杆的远端的端部上布置有截锥形地浇注的头部222。活塞杆221能相对于拧入承载板112中的空心柱体210轴向运动。借助锁紧螺母212，将滚花轮213固定在空心柱体210的外螺纹211上，从而可通过在滚花轮213上的手动旋转使空心柱体210旋转，并且因此使调节支脚200总体上可竖直地相对底部板110调节。
图4和5以非常示意性的图示出了根据本发明地用作调节支脚200的工业震动阻尼器。在空心柱体210中以能轴向移动的方式布置有杯形的活塞220。活塞220固定地与活塞杆221连接，活塞杆密封地穿过空心柱体210的前方的端侧。密封件可以布置在活塞杆222穿过空心柱体210的前方的端侧的穿引部中。然而可想到的还有另外的密封措施，如例如布置有密封的真空助力膜或类似物。
活塞220借助预紧弹簧230预紧到其在图4中示出的进给位置中。活塞将空心柱体210的内部空间划分为轴向的前流体空间214和轴向的后流体空间215。在图4中，轴向的前流体空间214在其尺寸方面最小化，相反地，轴向的后流体空间215在其尺寸方面最大化。在图5中，该关系相反。流体空间214、215经由活塞220的侧壁部中的缺口223相互连接。
从未负载的在图4中示出的进给位置出发，用作调节支脚200的震动阻尼器在根据本发明的实验室设备被安放在基板上时遭受作用到其活塞杆221上的轴向指向的力。这导致活塞220抵抗弹簧230的弹簧预应力地移动，其中，填充了空心柱体210的空腔的阻尼流体从轴向的后流体空间215通过节流开口223流入轴向的前流体空间214中。基于流动摩擦，这阻尼了活塞220的轴向运动。
在活塞220沉入期间，节流开口223依次经过空心柱体210的内部的环形凸起217的凸肩216，并且以该方式依次被密封。在两个轴向的流体空间214、215之间的全部可用的流动路径因此随着活塞220的沉入而减少，从而所引起的阻尼得到增加。活塞220在其在图5中示出的收回位置中在后面的止挡218上静止。
在调节支脚200的根据本发明的设计方案中，实验室设备100的在调节支脚200上加载的自重足够用于将活塞220从其进给位置(图4)转移至其收回位置(图5)，或者说在转移后抵抗弹簧230的弹簧力地保持在那里。因此引起了对实验室设备的总是柔和的放置，其中，避免了有害地加速到实验室设备的细致的元件上，然而同时实现的是，被安放好的实验室设备在没有弹性的易受振动的中间元件的情况下位于其基面上。
显然，在具体的描述中所讨论的并在图中示出的实施方式仅是本发明的解释性的实施例。根据这里的公开内容，广泛的变型方案对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图标记列表
100 实验室设备
110 100的下半壳
111 112的内螺纹
112 110的承载板
200 调节支脚
210 空心柱体
211 210的外螺纹
212 锁紧螺母
213 滚花轮
214 轴向的前流体空间
215 轴向的后流体空间
216 217的凸肩
217 环形凸起
218 端部止挡
220 活塞
221 活塞杆
222 221的头部
223 节流开口
230 回调弹簧

Claims (7)

1.液压震动阻尼器的用途，所述液压震动阻尼器具有用流体填充的空心柱体(210)，在所述空心柱体中布置有能轴向在通过弹簧预应力支持的进给位置与能抵抗弹簧预应力地占据的收回位置之间运动的活塞(220)，所述活塞在所述空心柱体(210)中将轴向的前流体空间(214)和轴向的后流体空间(215)彼此隔开，所述轴向的前流体空间和所述轴向的后流体空间借助所述活塞(220)中的至少一个节流开口(223)流体交换地相互连接，
其中，所述活塞(220)与穿过所述前流体空间(214)的活塞杆(221)刚性连接并且在所述活塞的收回位置中贴靠在固定的止挡(218)上，在所述收回位置中，所述轴向的后流体空间(215)的体积最小化，而所述轴向的前流体空间(214)的体积最大化，
所述震动阻尼器用作高度可调节地布置在实验室设备(100)的设备本体上的调节支脚(200)，其中，所述弹簧预应力的大小被确定为使得在所述实验室设备(100)安放时在所述调节支脚(200)上加载的所述设备本体的重量足够使所述活塞(220)以受阻尼的方式移行到其收回位置中。
2.根据权利要求1所述的用途，
其特征在于，
所述空心柱体(210)具有外螺纹(211)以及与所述外螺纹刚性连接的旋转操纵元件(213)，所述外螺纹拧入所述设备本体上的相对应的内螺纹(111)中。
3.实验室设备，所述实验设备具有设备本体，所述设备本体能在多个安置在所述设备本体上的调节支脚(200)上安放在基面上，
其特征在于，
至少一个调节支脚(200)包括用流体填充的空心柱体(210)，在所述空心柱体中布置有能轴向在通过弹簧预应力支持的进给位置与能抵抗弹簧预应力地占据的收回位置之间运动的活塞(220)，所述活塞在所述空心柱体(210)中将轴向的前流体空间(214)和轴向的后流体空间(215)彼此隔开，所述轴向的前流体空间和所述轴向的后流体空间借助所述活塞(220)中的至少一个节流开口(223)流体交换地相互连接，
其中，所述活塞(220)与穿过所述前流体空间(214)的活塞杆(221)刚性连接并且在所述活塞的收回位置中贴靠在固定的止挡(218)上，在所述收回位置中，所述轴向的后流体空间(215)的体积最小化，而所述轴向的前流体空间(214)的体积最大化，
并且其中，所述弹簧预应力的大小被确定为使得在所述实验室设备(100)安放时在所述调节支脚(200)上加载的所述设备本体的重量足够使所述活塞(220)以受阻尼的方式移行到其收回位置中。
4.根据权利要求3所述的实验室设备，
其特征在于，
所述空心柱体(210)具有外螺纹(211)以及与所述外螺纹刚性连接的旋转操纵元件(213)，所述外螺纹拧入所述设备本体上的相对应的内螺纹(111)中。
5.根据权利要求3所述的实验室设备，
其特征在于，
所述空心柱体(210)具有外螺纹(211)，所述外螺纹拧入所述设备本体上的相对应的内螺纹(111)中，其中，所述内螺纹以能旋转运动的方式支承在所述设备本体上并且设有电机式的旋转驱动器。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的实验室设备，
其特征在于，
所述活塞(220)在其活塞侧壁中具有多个将轴向的流体空间(214、215)连接的节流开口(223)，所述活塞(220)从其进给位置朝其收回位置的方向移行越远，所述节流开口中就有越多的节流开口通过所述空心柱体(210)的贴靠在活塞侧壁上的内部的壁部凸起(217)封闭。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的实验室设备，
其特征在于，
多个这种调节支脚(200)安置在所述设备本体上。
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